Při konstrukci přesné plovoucí plošiny se statickým tlakem vzduchu hraje volba základny rozhodující roli v celkovém výkonu plošiny. Přesná žulová základna a litinová základna mají své vlastní vlastnosti a existují zjevné rozdíly v klíčových rozměrech, jako je stabilita, přesnost údržby, trvanlivost a cena.
Za prvé, stabilita: přirozená hustá a kovová struktura
Po milionech let geologických změn je žula úzce propojena s křemenem, živcem a dalšími minerály a vytváří velmi hustou a jednotnou strukturu. Tváří v tvář vnějšímu rušení, jako jsou silné vibrace generované provozem velkých zařízení v tovární dílně, může žulová základna účinně blokovat a tlumit vibrace díky své komplexní krystalové struktuře. To může snížit amplitudu vibrací přesné staticky tlakové vzduchové plovoucí plošiny o více než 80 % a poskytnout tak stabilní provozní základ pro zajištění plynulého pohybu během vysoce přesného zpracování nebo detekce. Například při fotolitografickém procesu výroby elektronických čipů je zaručena přesná charakterizace vzorů čipů.
Litinová základna je odlita ze slitiny železa a uhlíku a vnitřní grafit je rozložen v listech nebo kuličkách. Přestože má určitou schopnost tlumit vibrace, její strukturální uniformita není ve srovnání s žulou dobrá. Při práci s vysoce intenzivními a nepřetržitými vibracemi je pro litinovou základnu obtížné snížit vibrační rušení na stejnou nízkou úroveň jako u žulové základny, což může vést k malým odchylkám v pohybu přesné staticky tlakové vzduchové plovoucí plošiny, což ovlivňuje přesný výkon plošiny při ultrapřesných operacích.
Za druhé, zachování přesnosti: přirozené výhody nízké roztažnosti a výzva spojená s tepelnými změnami kovu
Žula je známá svým velmi nízkým koeficientem tepelné roztažnosti, obvykle 5-7 × 10⁻⁶/℃. V prostředí s kolísáním teplot se velikost přesné žulové základny mění jen velmi málo. V oblasti astronomie se přesná hydrostatická platforma s plovákem pro jemné doladění čočky dalekohledu spáruje s žulovou základnou, a i když je teplotní rozdíl mezi dnem a nocí významný, může zajistit, že přesnost polohování čočky zůstane na submikronové úrovni, což astronomům pomáhá zachytit jemnou dynamiku vzdálených nebeských těles.
Koeficient tepelné roztažnosti litiny je relativně vysoký, obvykle 10-20 × 10⁻⁶/℃. Při změně teploty se zřetelně mění velikost litinové základny, což snadno způsobí tepelnou deformaci přesné staticky tlakové plovoucí plošiny, což má za následek snížení přesnosti pohybu plošiny. Při broušení teplotně citlivých optických čoček může deformace litinové základny vlivem teploty způsobit odchylku přesnosti broušení čočky nad povolený rozsah a ovlivnit kvalitu čočky.
Za třetí, trvanlivost: vysoká tvrdost přírodního kamene a únava kovu
Tvrdost žuly je vysoká, tvrdost podle Mohse může dosáhnout 6-7, dobrá odolnost proti opotřebení. V laboratořích materiálových věd se často používá přesná statická tlaková vzduchová plováková plošina, jejíž žulová základna dokáže účinně odolávat dlouhodobým ztrátám třením a ve srovnání s běžnou základnou může prodloužit cyklus údržby plošiny o více než 50 %, snížit náklady na údržbu zařízení a zajistit kontinuitu vědeckého výzkumu. Žula je však poměrně křehký materiál a při náhodném nárazu existuje riziko prasknutí.
Litinová základna má určitou houževnatost a při působení určité rázové síly se snadno nerozbije. Avšak při dlouhodobém vysokofrekvenčním vratném pohybu přesné staticky tlakové vzduchové plovoucí plošiny je litina náchylná k únavovému poškození, což vede ke změnám ve vnitřní struktuře a ovlivňuje přesnost pohybu a stabilitu plošiny. Zároveň je litina ve vlhkém prostředí náchylná ke korozi a rezivění, což snižuje její trvanlivost. Naproti tomu žulová základna je odolnější vůči korozi.
Za čtvrté, výrobní náklady a obtíže se zpracováním: problémy s těžbou a zpracováním přírodního kamene a prahová hodnota procesu odlévání kovů
Těžba a přeprava žulových surovin jsou složité a jejich zpracování vyžaduje velmi náročné vybavení a technologie. Vzhledem k vysoké tvrdosti a křehkosti žuly jsou její procesy řezání, broušení, leštění a další náchylné k rozpadu, prasklinám a vysoké zmetkovitosti, což vede k vysokým výrobním nákladům.
Litinová základna se vyrábí vyspělým licím procesem, má široký zdroj surovin a relativně nízké náklady. Díky formě lze dosáhnout hromadné výroby a vysoké efektivity výroby. Aby se však dosáhlo stejné vysoké přesnosti a stability jako u žulové základny, jsou požadavky na proces odlévání a následné zpracování extrémně přísné, vyžadují přesné obrábění a úpravu stárnutím atd., a náklady se také výrazně zvýší.
Stručně řečeno, přesná žulová základna má významné výhody v aplikačních scénářích přesné staticky tlakové vzduchové plovákové plošiny, které vyžadují vysokou přesnost, stabilitu a odolnost proti opotřebení; Litinová základna má určité výhody v ceně a houževnatosti a je vhodná pro případy, kdy jsou požadavky na přesnost relativně nízké, klade se důraz na nákladovou efektivitu a vibrační a teplotní prostředí je relativně stabilní.
Čas zveřejnění: 9. dubna 2025